DOW火灾、爆炸危险指数法(3)

第28页
6、 排放和泄漏控制
该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60℃或 操作温度大于其闪点的场合。 苯乙烯与乙苯的预聚合单元周围无堤坝，试确定该 单元的排放和泄漏控制系数。
第29页
1. 一般工艺危险 基本系数 (1)放热化学反应 (2)吸热反应 (3)物料处理与输送 (4)密闭式或室内工艺单元 (5)通道 (6)排放和泄漏控制 一般工艺危险系数(F1)
10. 明火设备的使用 11. 热油交换系统 12. 转动设备
第31页
1、 毒性物质
毒性物质的危险系数为 0.2NH。 NH —— 物质毒性系数 试确定分别含有下列物质的单元的毒性物质的危险 系数： 乙炔 汽油 苯 氢 二甲胺 硫化氢
第32页
2、 负压操作
本项内容只适用于空气泄入系统会引起危险的场 合。 某一真空精馏单元中的主要危险物质为汽油，试确 定该单元的负压操作系数。
HIPS 配料 橡苯矿 胶乙物 烯油 单 体
冷凝
引发剂
预热
预聚合
聚合
预热
脱挥
GPPS 配料
苯 矿 乙 物 烯 油 单 体
冷 油 罐
热 油 罐
包 装
切 粒
冷却 固化
挤 条
冷却器
热 油 炉
第12页
第三部分
物质系数确定
第13页
一、有关概念
物质系数 MF——表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾 、爆炸过程中释放能量大小的内在特性。 MF由NF和NR求得。 NF —— 物百度文库可燃性 NR —— 化学活泼性（不稳定性）
危险系数范围 1.00 0.3～1.25 0.20～0.40 0.25～1.05 0.25～0.90 0.20～0.35 0.25～0.50
采用危险系数
三、特殊工艺危险系数 F2
1. 2. 3. 4. 5. 6. 毒性物质 负压操作 爆炸极限范围内或其附 近的操作 粉尘爆炸 压力释放 低温 7. 8. 9. 易燃物质和不稳定物质的 数量 腐蚀 泄漏——连接头和填料处
第42页
10、 明火设备的使用
当易燃液体、蒸气或可燃性粉尘泄漏时，工艺中明 火设备的存在额外增加了引起引燃的可能性。 • 明火设备设置在评价单元中； • 明火设备附近有各种工艺单元。
第43页
11、 热油交换系统
大多数交换介质可燃且操作温度经常在闪点火沸点 以上，因此增加了危险性。 • 热交换介质的使用温度； • 热交换介质的数量。 某热油交换系统的热交换介质热油的油量为 38m3，其操作温度大于闪点，试确定该单元的热油 交换系统危险系数。
2、创立时间
1964年（第1版） 1989年（第7版）
3、定量依据
以往事故的统计资料资料、物质的潜在能量和现行安全防 灾措施的状况。
第4页
二、评价目的及适用范围
1、评价目的
• 客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失； • 找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备； • 向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性。
第7页
第二部分
工艺单元选择
第8页
一、工艺单元及恰当工艺单元
1、工艺单元
工艺装置的任一主要单元——工艺单元
2、恰当工艺单元（简称工艺单元）
从损失预防角度来看对工艺有影响的工艺单元
第9页
二、选择恰当工艺单元的重要参数
• 物质的潜在的化学能（物质系数）； • 工艺单元中危险物质的数量； • 资金密度（每平方米美元数）； • 操作压力与操作温度； • 导致火灾、爆炸事故的历史资料； • 对装置操作起关键作用的设备。
第26页
4、 封闭单元或室内操作
某车间内，反应器单元内反应器中氢气的量为1 吨，反应温度为100℃，且该车间已安装了防爆的机械 通风装置，试确定该单元的封闭单元或室内操作系 数。
第27页
5、 通道
某车间内，反应器单元的操作区面积为1000m2， 其旁边有一条紧急救援车辆的通道，试确定该单元的 通道系数。
第38页
• 工艺过程中的液体或气体 1,3-丁二烯聚合单元中1,3-丁二烯的最大单体量 为106 lb，试确定该单元的易燃物质和不稳定物质的 数量的危险系数。
• 储存中的液体或气体（工艺操作场所之外） 露天储存的乙烷储罐中乙烷的最大量为106 lb， 试确定该单元的易燃物质和不稳定物质的数量的危 险系数。
2、适用范围
•储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程 •污水处理设备（设施）、公用工程系统、管道系统、变压 器、锅发电设备、热氧化器等工艺单元
第5页
三、评价程序
火灾、爆炸危险指数 评价程序框图 十大步骤*
计算安全措施 补偿系数? ?×C2×C3 =C 1 计算一般工艺 危险系数F1
选取工艺单元
确定物质系数
计算特殊工艺 危险系数F2
确定工艺单元危险系数 F3 = F1 × F 2 确定火灾、爆炸指数 F＆EI = F 3 × 物质系数 确定暴露面积 确定暴露区域内财产的更换价值 确定基本MPPD 确定实际MPPD 确定BI 确定危害系数
确定MPDO
第6页
四、所需资料
• 准确的装置（生产单元）设计方案； • 工艺流程图； • 道氏7版火灾、爆炸指数（F&EI）评价法； • 道氏7版火灾、爆炸指数计算表； • 安全措施补偿系数表； • 工艺单元风险分析汇总表； • 生产装置风险分析汇总表； • 工艺设备及安装成本表。
第44页
12、 转动设备
某氢气压缩单元中，压缩机的功率为700马力， 试确定该单元的转动设备危险系数。 某汽油输送单元中，输送泵的功率为60马力， 试确定该单元的转动设备危险系数。
第45页
2.特殊工艺危险 基本系数 (1)毒性物质 (2)负压(<500mmHg， 66.66kPa) (3)易燃范围及接近易燃范围的 操作(惰化性、未惰化性) 1)罐装易燃液体 2)过程失常或吹扫故障 3)一直在燃烧范围内 (4)粉尘爆炸
本项系数用于含有粉尘处理的单元，如粉体输送、 混合、粉碎和包装等。 某面粉厂的面粉包装单元的环境中存在着大量面粉 粉尘，其细粒子的平均粒径为110μm，试确定在这种 情况下该单元的粉尘爆炸危险系数。
第35页
5、 压力释放
本项系数用于操作压力高于大气压，由于高压可能 会引起高速率的泄漏的场合。 试确定在下述两种情况下的压力释放危险系数： • 操作压力为800 磅/英寸2（表压）的单元； • 操作压力为15 000 kPa（表压）的单元。
第16页
四、课堂练习
一未知可燃液体A的闪点为35℃，其DTA/DSC温 升的最低峰值温度为200℃，试求出该物质的物质系 数MF。
第17页
五、混合物的物质系数求取
• 如果存在由多种物质组成的混合物，当这些物质的含量基本相 同，但物质系数不同时，如果其中物质系数最大的物质浓度在5%以 上(质量浓度)，可将最大物质系数作为评价单元的物质系数。 • 在工艺单元中，虽然存在由多种物质组成的混合物，但其中某种 物质的浓度足够高，一旦发生泄漏，引起火灾、爆炸事故，评价单 元中混合物的性质与高浓度物质的性质十分相似，这时可以用该高 浓度物质的物质系数作为评价单元的物质系数。 • 单元中虽然存在由多种危险性反应物和一种生成物组成的危险性 混合物，但由于发生化学反应且反应速度很快，危险性反应物存在 的时间足够短，单元危险主要来自生成物时，可把生成物的物质系 数作为评价单元的物质系数。
8、 腐蚀
腐蚀速率——外部腐蚀速率和内部腐蚀速率之和。
某储存液化石油气的储罐，其储罐的腐蚀速 率为0.3mm/年，试确定该单元的腐蚀危险系 数。
第41页
9、 泄漏——连接头和填料处
本项系数适用于垫片、接头或轴的密封处及填料处 可能是易燃、可燃物质的泄漏源，尤其是在热和压力 周期性变化的场所。 某反应器中的物料在反应过程中，压力都要从 常压逐渐增加到5 kgf，且其反应为间歇反应，试确 定该单元的泄漏危险系数。
第14页
二、课堂练习
给出下列物质的物质系数MF： 1、苯甲醛 4、乙烷 7、甲基环己烷 2、环丁烷 5、乙烯 8、萘 3、柴油 6、硫化氢 9、硝酸钾
第15页
三、表外物质的物质系数求取
物质 暴露在816℃的热空气5min不 燃燃烧的不燃物 液体、气体 (包括挥发固 体)的易燃性 或可燃性 FP>93.3℃ 37.8℃<FP≤93.3℃ 22.8℃≤FP<37.8℃ 或FP<22.8℃且BP≥37.8℃ FP<22.8℃且BP<37.8℃ 可燃性粉尘 或烟雾 St-1(Kst≤200m/s) St-2(Kst=201～300m/s) St-3(Kst>300m/s) 厚度>40mm的密实物质 可燃性固体 厚度<40mm的疏松物质 多孔物质、纤维、粉状物等 NF=1 NF=2 NF=3 NFPA325M 及NFPA49 NF=0 NF=1 NF=2 NF=3 NF=4 反应性分级NR 0 1 4 10 16 21 16 21 24 4 10 16 1 14 14 14 16 21 16 21 24 14 14 16 2 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 3 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 4 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
物质名称 乙醛 乙炔 乙酰基乙醇氨 苯 一硫化碳 物质系数 MF 24 29 14 16 1 燃烧热Hc (106J/kg) 24.4 48.1 21.9 20.2 14.2 NFPA NH 3 0 1 2 3 NF 4 3 1 3 4 NR 2 3 1 0 0 179 -11 -30 闪点 (℃ ) -38 沸点 (℃ ) 21 -83 151～153 80 46
DOW 火灾、爆炸危险指数法
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 第八部分
评价方法及评价程序 工艺单元选择 物质系数确定 工艺单元危险系数 火灾爆炸指数 安全措施补偿系数 工艺单元危险分析汇总 课堂练习
第2页
第一部分
评价方法及评价程序
第3页
一、概述
1、名称
道化学公司火灾、爆炸危险指数法 （Dow Chemical Company, Fire and Explosion Index）
第36页
6、 低温
本项主要考虑碳钢或其他金属在其展延或脆化转变 温度以下时可能存在的脆性问题。 某低温冷冻单元装置结构为碳钢，其操作温度为 -10℃，试确定在该情况下本单元的低温危险系数。
第37页
7、 易燃物质和不稳定物质的数量
本项主要讨论单元中易燃物质和不稳定物质的数量 与危险性的关系。 • 工艺过程中的液体或气体； • 储存中的液体或气体（工艺操作场所之外）； • 储存中的可燃固体和工艺中的粉尘。
第24页
2、 吸热反应
• 反应器中的吸热反应 —— 系数0.2； • 煅烧 —— 系数0.4； • 电解 —— 系数0.2； • 热解或裂化：间 接 加 热 —— 系数0.2； 直接火加热 —— 系数0.4。
第25页
3、 物料处理与输送
试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送 系数。 试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与 输送系数。
第10页
三、选择工艺单元的几项要点
• 工艺单元的可燃、易燃或化学活性物质的最低量 为 2268 kg或 2.27m3。 •当设备串联布置且中间未相互有效隔开，应认真 考虑单元划分的合理性。 • 仔细考虑操作状态和操作时间也很重要。
第11页
四、课堂练习
乙苯 回 收 液
喷射器
升压 风机
冷 凝
• • 选 取 流 程 图 中 的 工 艺 单 元
第22页
二、一般工艺危险系数 F1 • 放热反应 • 吸热反应 • 物料处理与输送 • 封闭单元或室内单元 • 通道 • 排放和泄漏控制
第23页
1、 放热反应
苯乙烯与乙苯反应生成聚苯乙烯，该反应为放热 反应，试确定该反应的放热反应系数。 硝酸与二甲苯反应生成硝基二甲苯，该反应为放 热反应，试确定该反应的放热反应系数。
第33页
3、 爆炸极限范围内或其附近的操作
本项内容适用于某些操作导致空气引入并夹带进入 系统，空气的进入会形成易燃混合物，进而导致危险 的场合。 某一反应单元，在加入物料前应进行氮气吹扫，最 近发现氮气系统不正常，试确定在这种情况下该单元 的爆炸极限范围内或其附近的操作危险系数。
第34页
4、 粉尘爆炸
第18页
六、课堂练习
右图为一聚合 装置，原料为苯乙 烯和乙苯，反应为 间歇反应，反应时 间为5小时/釜，试 确定该单元的物质 系数。 苯乙烯 1吨/次
1 吨 次
乙 苯
/ 聚 合 釜
第19页
第四部分
工艺单元危险系数
第21页
一、工艺单元危险系数 F3 F 3 = F 1 × F2 F1 —— 一般工艺危险系数； F2 —— 特殊工艺危险系数。